Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Расчет балки-стенки методом конечных разностей,...doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
966.66 Кб
Скачать

Сетка узлов мкр аналогична сетке с рис. 5,б. Формулы для изгибающего момента в верхнем стержне эквивалентной рамы и продольной силы в левом и правом стержнях будут

(25)

В левом, нижнем и правом стержне эквивалентной рамы в нижнем и верхнем стержнях

Заменяем формулу (14), использовавшуюся в примере с рис. 5,а, на формулу (25) и с использованием рассмотренной выше методики расчета МКР получает результаты, приведенные в табл. 3 при соотношении

Таблица 3

N

4*4

8*8

16*16

32*32

Данные

(L/2,-h/2)

-2.072

-4.330

-8.935

-18.170

-3.19

(L/2,h/2)

1.723

2.189

2.230

2.224

2.07

(L/4,0)

0.526

0.679

0.755

0.777

---

(L/2,-h/2)

-4.0

-8.0

-16.0

-32.0

---

Анализ результатов табл. 3 показывает, что при расчете МКР балок-стенок на действие сосредоточенной силы Р никакой сходимости решения по величинам и в точке действия Р нет, а результаты для данной точки неудовлетворительны.

В связи с этим переходим к использованию расчетной схемы рис.11,б,

когда сила Р распределяется по площадке длиной , что эквивалентно действию по данной площадке распределенной нагрузки

(26)

где толщина балки-стенки. В данном случае задача расчета балки-стенки сводится к учету действия распределенной нагрузки , имеющей координаты начала и окончания При этом возможно использовать формулы (21) и всю методику расчета, изложенную в первом примере. Численные эксперименты показали, что площадки распределения сосредоточенной силы по длине следует брать не менее

(одной десятой части длины балки-стенки).

В табл. 4 приведены результаты расчета балки-стенки, рис. 11,б, при

для различных сеток МКР, причем величины напряжений , , приводятся в долях

, x=L/2 Таблица 4

N

Y

4*4

8*8

16*16

32*32

64*64

-h/2

-5.8831

-8.5683

-11.703

-13.090

-13.380

-h/4

-1.9797

-1.7445

-1.5394

-1.5134

-1.5062

0

0.1602

0.3405

0.3347

0.3362

0.3372

h/4

2.1849

2.3716

2.4187

2.4377

2.4424

h/2

5.1523

5.4404

5.5146

5.5438

5.5500

, x=L/2

N

Y

4*4

8*8

16*16

32*32

64*64

-h/2

-3.6

-6.4

-9.6

-10.0

-10.0

-h/4

-2.6853

-3.8496

-4.2205

-4.2814

-4.2970

0

-1.4654

-1.6813

-1.6106

-1.6017

-1.6000

h/4

-0.4620

-0.4480

-0.4084

-0.4036

-0.4028

h/2

0

0

0

0

0

, x=L/4

N

Y

4*4

8*8

16*16

32*32

64*64

-h/4

0.9829

1.2536

1.3268

1.3373

1.3390

0

1.2103

1.5026

1.6296

1.6719

1.6824

h/4

0.9171

0.9424

0.8821

0.8510

0.8421

Анализ данных табл. 4 свидетельствует, что скорость сходимости МКР при действии локальных нагрузок существенно ниже, чем при расчете на распределенные нагрузки и данные приближения МКР с сеткой 8*8 по существенно меньше точных значений напряжений. Однако данные приближения МКР с сеткой 8*8 можно скорректировать путем учета коэффициентов увеличения и , получаемых на основе

данных табл. 5, где приведены результаты расчета МКР балок-стенок, рис. 11,б, при различных значениях отношения

Таблица 5

sx (L/2,-h/2)

8*8

sx (L/2,-h/2)

32*32

s y(L/2,-h/2)

8*8

s y(L/2,-h/2)

32*32

(L/4,0)

8*8

(L/4,0)

32*32

0.2

-36.660

-40.974

-6.4

-10.0

3.641

3.746

0.3

-18.678

-22.364

-6.4

-10.0

2.445

2.538

0.4

-11.647

-16.053

-6.4

-10.0

1.857

1.989

0.5

-8.568

-13.090

-6.4

-10.0

1.503

1.672

0.6

-6.755

-11.379

-6.4

-10.0

1.257

1.438

0.7

-5.557

-10.264

-6.4

-10.0

1.068

1.240

0.8

-4.714

-9.482

-6.4

-10.0

0.913

1.066

0.9

-4.100

-8.906

-6.4

-10.0

0.781

0.910

1.0

-3.641

-8.460

-6.4

-10.0

0.665

0.772

Например, для соотношения =0.6 с использованием данных табл. 5 можно вычислить =1.685, =1.563.

В связи с этим для балок-стенок, рис. 11,б, при =0.6 величины напряжений в зоне действия эквивалентной силе Р распределенной нагрузки

можно определить по формулам

Заметим также, что погрешность решения МКР с сеткой 8*8 по величине увеличивается с ростом соотношения , что видно из результатов табл. 4, однако даже при величине =1 погрешности составляют около 15% , что совпадает с погрешностями в табл. 1, 2. Отсюда следует вывод о равных погрешностях определения при расчетах МКР на действие распределенной нагрузки и сосредоточенной силы.

При решении задачи с рис. 11,а по технической теории изгиба балок

что при взятом в рассматриваемом примере соотношении габаритов балки-стенки 0.5 дает величины напряжений 6, 1.5.

Сопоставление данных МКР и результатов сопротивления материалов показывает, что величины различаются в 2.18 раза. Таким образом, при использовании технической теории изгиба для балок с высокой стенкой получаются качественно неверные результаты.

Аналогично тому, как в рассмотренном примере расчета действие сосредоточенной силы Р было заменено на действие распределенной нагрузки по аналогии с примером 2 может быть учтена реальная протяженность площадок опирания балки-стенки, что и продемонстрировано в следующем разделе указаний.

РАСЧЕТ БАЛОК-СТЕНОК, ОПЕРТЫХ ПО КРАЙНИМ ПЛОЩАДКАМ,

НА ДЕЙСТВИЕ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ СИЛ

Рассмотрим этапы расчета балки-стенки, приведенной на рис. 12,а, нагруженной силами Р на верхней грани и на нижней грани. Балка-стенка опирается по площадкам длиной по краям нижней грани.

Рис. 12